刺激引起的小世界生物神经网络同步.pdfVIP

第5卷第1期 复 杂系统与复杂性科学 VoI．5 No．1 2008年 3月 COMPLEX SYSTEMS AND COMPLEXⅡ SCIENCE Mar． 2008 文章编号：1672—3813(2008)01—0049—05 刺激弓l起的小世界生物神经网络同步 郑鸿宇，罗晓曙 (广西师范大学物理与信息工程学院，广西桂林541004) 摘要：同步现象广泛存在于脑神经活动中。本文构造了一个具有小世界连接特性 的生物神经网络，数值模拟研究了外加刺激频率引起的放电同步现象。同时考虑 网络结构对同步的影响，取网络耦合强度作为参量来研究它对网络同步的影响。 研究发现，在某一个特定的共同外加刺激频率下，生物神经网络会出现尖峰同步放 电现象。当网络的耦合强度增大时，使网络产生同步现象的频率点将会逐步增多。 仿真结果表明不同的生物神经网络结构对输入信号的频率具有不同的选择性。 关键词：小世界网络；生物神经网络；同步 中图分类号：Q6；N94 文献标识码：A Stimulus—evoked Synchr0nizati0n in Small—world Biological Neural Networks ZHENG Hong—yu，LUO Xiao—shu (College of Physics and Electronic，Guangxi Normal University，Guilin 54 1004，China) Abstract：The synchronous phenomena are diffusely existence in brain nerve activities．In this paper，we constructed a model of biological neural network with smal1．world connection．and then discussed the ex． ternal stimulus-evoked synchr0nizati0n phenomenon by simulating． At the same time， considering the effect of network structure，we take the coupling strength as a parameter to study the synchronization effect．We find that the spike synchronization will be appearance at some special frequency．With the coupling strength increasing，the stimulus frequencies which make the network reach synchr0nizati0n will also increasing．The result of study shows that different frequencies of input signal are selected by differ- ent structure of biological neural network． Key words：small-world networks；biological neural networks；synchr0nizati0n 1 引言 生物神经网络的随机共振、同步等现象是生物神经网络研究中的一个很热门的话题¨ 。为了研究神 经元的活动规律，通常把神经元系统的信息编码分成两种方式，其中的一种为时间编码或频率编码，脑电波 可以看作是一种典型的时间编码信号，所有神经元以40Hz的频率发生